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一种低频双路交流恒流源装置制造方法及图纸

技术编号:15391022 阅读:87 留言:0更新日期:2017-05-19 04:29
一种低频双路交流恒流源装置,包括供电单元、上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元、电源输出单元、采样反馈单元。供电单元分别连接上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元。上位机控制单元连接单片机控制单元,单片机控制单元连接执行电路单元,执行电路单元连接电源输出单元。电源输出单元通过采样反馈单元连接单片机控制单元。本发明专利技术一种低频双路交流恒流源装置,用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源。该装置能够实现幅值、频率、相位多个参数同时调节,并能够实现高精度、大功率的两路正交电流的恒流源的同时输出。

Low frequency double circuit AC constant current source device

The utility model relates to a low-frequency double channel AC constant current source device, comprising a power supply unit, an upper computer control unit, a single chip microcomputer control unit, an executing circuit unit, a power supply output unit and a sampling feedback unit. The power supply units are respectively connected with the upper computer control unit, the single chip microcomputer control unit and the execution circuit unit. The upper computer control unit is connected with the single chip microcomputer control unit, and the singlechip control unit is connected with the executing circuit unit, and the executing circuit unit is connected with the power output unit. The power output unit is connected to the MCU control unit through the sampling feedback unit. The present invention relates to a low frequency dual channel AC constant current source device, which is used to generate low frequency quadrature magnetic field low frequency double current AC constant current source with high power, high precision and adjustable phase difference. The device can realize simultaneous adjustment of parameters of amplitude, frequency and phase, and can realize simultaneous output of high precision and high power constant current source of two orthogonal currents.

【技术实现步骤摘要】
一种低频双路交流恒流源装置
本专利技术涉及计量领域,具体说是涉及一种用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源装置。
技术介绍
目前恒流源已经广泛的应用于计量、光电、医疗、通讯等领域。恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈,动态调节设备的供电状态,从而使得电流趋于恒定,只要能够得到电流,就可以有效形成反馈,从而建立恒流源。就目前而言,现有技术中恒流源主要分直流恒流源和交流恒流源两大类:现有的直流恒流产生技术非常成熟,已经具有商业化产品,且电流输出相对精度可达100ppm,但是不满足交流磁场产生的要求;就交流横流源而言,虽然相关产品能够用于产生交流磁场,但具有如下问题:一是由于带宽限制,现有所有产品输出电流的频率往往在20Hz以上;二是现有交流信号源往往为单路输出,即使使用两台信号源联合使用的方式,也无法对信号源的频率、相位差与两路输出电流大小三个参数同时进行调节,部分交流横流源可以实现双路输出,但是没有相位调整功能;三是部分产品满足前面两个条件,但是其输出最大电流只有100mA,无法产生大电流输出信号。基于低频正交恒弱磁场标准装置的需求,结合目前尚无满足需求的产品,即尚无同时满足如下条件:①、两路电流输出,输出电流范围为0.1mA-1A,每一路电流的输出最小分辨率为0.1mA;②、两路输出电流的频率范围为1Hz-100Hz,每一路电流的频率调节分辨率为0.1Hz;③、两路输出相位调节范围0°-360°,相位的调节分辨率为0.1°。
技术实现思路
有鉴于此,针对传统的恒流源不能满足计量领域于产生低频正交磁场的大功率、高精度要求的问题,和不能实现三个参数可调或者调节精度低、范围小的问题、输出通道单一、电源适用范围小的问题。本专利技术提供一种低频双路交流恒流源装置,用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源。该装置能够实现幅值、频率、相位多个参数同时调节,并能够实现高精度、大功率的两路正交电流的恒流源的同时输出。本专利技术采取的技术方案为;一种低频双路交流恒流源装置,包括供电单元、上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元、电源输出单元、采样反馈单元。供电单元分别连接上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元。上位机控制单元连接单片机控制单元,单片机控制单元连接执行电路单元,执行电路单元连接电源输出单元。电源输出单元通过采样反馈单元连接单片机控制单元。所述供电单元包括市电交流供电输入端口,接入工频交流电,经开关电源给上位机控制单元、执行电路单元提供电源并供电。所述上位机控制单元,包括工控机模块,工控机模块外接USB端口,用于对输出参数进行设置;工控机模块外接显示输出端口,用于提供可视化的控制平台并将反馈的跟踪信号动态显示。所述单片机控制单元,用于控制DDS合成所需频率的两路正交正弦函数信号,调节输出电流的增益,并且对反馈的信号进行处理及控制。所述执行电路单元包括滤波电路模块、功率放大器模块、继电器切换开关模块;滤波电路模块,用于将输出的信号进行滤波处理;功率放大器模块,用于将输入信号放大到设定值所述的电源功率电流;继电器切换开关模块,用于切换大电流输出和小电流输出的两种模式。所述电源输出单元,包括两路正交的交流电源的外接电源端口,第一路为正弦外部电源端口,第二路为余弦外部电源端口,电源输出单元同步输出两路正交的恒定电流,两路输出接感性线圈的负载。所述采样反馈单元,包括两组取样电,针对大电流和小电流的两种模式串接不同阻值的取样电阻,将输出的电源信号的特征信息采集,将采集的参数反馈给单片机控制单元A003进行输出调节。本专利技术一种低频双路交流恒流源装置,技术效果如下:1、两路电流输出,输出电流范围为0.1mA-1A,每一路电流的输出最小分辨率达到0.1mA。2、两路输出电流的频率范围为1Hz-100Hz,每一路电流的频率调节分辨率达到0.1Hz。3、两路输出相位调节范围为0°-360°,相位的调节分辨率达到0.1°。4、两路输出电流的调节速度快,在1s-5s的响应时间的平稳调节最终达到锁定状态,在锁定状态下稳定的输出两路恒流源。附图说明图1为本专利技术正交交流恒流源模块方框图。图2为本专利技术正交交流恒流源模块电路框图。具体实施方式如图1所示,一种低频双路交流恒流源装置,包括供电单元A001、上位机控制单元A002、单片机控制单元A003、执行电路单元A004、电源输出单元A005、采样反馈单元A006。供电单元A001分别连接上位机控制单元A002、单片机控制单元A003、执行电路单元A004。上位机控制单元A002连接单片机控制单元A003,单片机控制单元A003连接执行电路单元A004,执行电路单元A004连接电源输出单元A005。电源输出单元A005通过采样反馈单元A006连接单片机控制单元A003。所述供电单元A001包括市电交流供电输入端口,接入工频交流电,经开关电源给上位机控制单元A002、执行电路单元A004提供电源并供电。所述上位机控制单元A002,包括工控机模块,工控机模块外接USB端口,用于对输出参数进行设置;工控机模块外接显示输出端口,用于提供可视化的控制平台并将反馈的跟踪信号动态显示。所述单片机控制单元A003,用于控制DDS合成所需频率的两路正交正弦函数信号,调节输出电流的增益,并且对反馈的信号进行处理及控制。所述执行电路单元A004包括滤波电路模块、功率放大器模块、继电器切换开关模块;滤波电路模块,用于将输出的信号进行滤波处理;功率放大器模块,用于将输入信号放大到设定值所述的电源功率电流;继电器切换开关模块,用于切换大电流输出和小电流输出的两种模式。所述电源输出单元A005,包括两路正交的交流电源的外接电源端口,第一路为正弦外部电源端口,第二路为余弦外部电源端口,电源输出单元A005同步输出两路正交的恒定电流,两路输出接感性线圈的负载。所述采样反馈单元A006,包括两组取样电,针对大电流和小电流的两种模式串接不同阻值的取样电阻,将输出的电源信号的特征信息采集,将采集的参数反馈给单片机控制单元A003进行输出调节。一种低频双路交流恒流源调节输出方法,包括以下步骤:第一步,由上位机控制单元A002对电源的频率,幅值,相位参数进行设置。第二步,由单片机控制单元A003采用DDS技术合成设定的频率和相位的设定值,并通过DAC控制电流输出的增益控制输出的电流幅值,最终实现了电源装置的三个参数可调。第三步,由执行电路单元A004的功率放大器对单片机控制单元A003的信号进行放大处理,然后对放大的电流信号进行滤波处理,最后经继电器切换开关模块,根据输出的电流的大小切换响相应的输出电路。第四步,由电源输出单元A005将两路正交恒定电流经第一路、第二路输出到感性负载。第五步,由感性负载产生所需的正交的磁场,并用于下一步计量工作。第六步,由采样反馈单元A006的采样电阻采集输出端的电源特征信号,反馈给单片机控制单元A003进行准确的控制,直到输出达到设定精度以内并成功锁定。第七步,由上位机控制单元A002的外接的显示器,将调节的动态过程直观的显示,并最终显示锁定状态。具体实施步骤如图2所示:(1)、在上位机控制单元A002将参数完成设定并将参数传给单片机控制单本文档来自技高网...
一种低频双路交流恒流源装置

【技术保护点】
一种低频双路交流恒流源装置,包括供电单元(A001)、上位机控制单元(A002)、单片机控制单元(A003)、执行电路单元(A004)、电源输出单元(A005)、采样反馈单元(A006);其特征在于:供电单元(A001)分别连接上位机控制单元(A002)、单片机控制单元(A003)、执行电路单元(A004);上位机控制单元(A002)连接单片机控制单元(A003),单片机控制单元(A003)连接执行电路单元(A004),执行电路单元(A004)连接电源输出单元(A005);电源输出单元(A005)通过采样反馈单元(A006)连接单片机控制单元(A003)。

【技术特征摘要】
1.一种低频双路交流恒流源装置,包括供电单元(A001)、上位机控制单元(A002)、单片机控制单元(A003)、执行电路单元(A004)、电源输出单元(A005)、采样反馈单元(A006);其特征在于:供电单元(A001)分别连接上位机控制单元(A002)、单片机控制单元(A003)、执行电路单元(A004);上位机控制单元(A002)连接单片机控制单元(A003),单片机控制单元(A003)连接执行电路单元(A004),执行电路单元(A004)连接电源输出单元(A005);电源输出单元(A005)通过采样反馈单元(A006)连接单片机控制单元(A003)。2.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置,其特征在于:所述供电单元(A001)包括市电交流供电输入端口,接入工频交流电,经开关电源给上位机控制单元(A002)、执行电路单元(A004)提供电源并供电。3.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置,其特征在于:所述上位机控制单元(A002),包括工控机模块,工控机模块外接USB端口,用于对输出参数进行设置;工控机模块外接显示输出端口,用于提供可视化的控制平台并将反馈的跟踪信号动态显示。4.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置,其特征在于:所述单片机控制单元(A003),用于控制DDS合成所需频率的两路正交正弦函数信号,调节输出电流的增益,并且对反馈的信号进行处理及控制。5.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置,其特征在于:所述执行电路单元(A004)包括滤波电路模块、功率放大器模块、继电器切换开关模块;滤波电路模块,用于将输出的信号进行滤波处理;功率放大器模块,用于将输入信号放大到设定值所述的电源功率电流;继电器...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭超胡诗俊翟晶晶白雪张树冰吴星奇李宗燎
申请(专利权)人:三峡大学
类型:发明
国别省市:湖北,42

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